Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов.

Ответ: по табл. 11.1 определяем стандартные электродные потенциалы титана, никеля, меди, цинка и железа (II):

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –1,63 В; Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = -0,25 В; Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = +0,34 В;

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –0,76В; Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –0,44 В.

Так как анодную защиту железной детали можно осуществить металлами с Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru < Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru , то искомыми металлами являются а) Ti ; г) Zn.

2. Написать уравнение Нернста для определения электродного потенциала металлического и водородного электродов. Указать единицы измерения.

Ответ:Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru, В;

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru .

3. Из приведенного ряда металлов выбрать те, которые могут служить катодом при стандартных условиях в гальванических элементах, анод у которых цинковый: а) Mn; б) Bi; в) Al; г) Sn.

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов.

Ответ: по табл. 11.1 определяем стандартные электродные потенциалы марганца, висмута, алюминия, олова и цинка:

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –1,05 В; Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = + 0,23 В; Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –1,67 В; Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru =
= –0,14 В; Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –0,76 В.

Так как катодом при стандартных условиях в гальванических элементах, анод у которых цинковый, могут служить металлы с Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru > Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru , то искомыми металлами являются б) Bi; г) Sn.

УРОВЕНЬ В

1. а) Алюминиевый электрод погружен в 5∙10-4 М раствор сульфата алюминия. Вычислить значение электродного потенциала алюминия.

Дано: Металл – Al Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = 5∙10-4 моль/л Решение   Электродный потенциал алюминия рассчитываем по уравнению Нернста:   Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru + Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru
Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru –?

По табл. 11.1 определяем стандартный электродный потенциал алюминия:

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –1,67 В.

Записываем уравнение электродного процесса, протекающего на поверхности алюминиевого электрода в растворе соли:

Al – 3ē = Al3+.

n – число электронов, участвующих в электродном процессе.

Для данной реакции n равно заряду иона алюминия Al3+(n = 3). Рассчитываем концентрацию ионов алюминия в растворе Al2(SO4)3:

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru ∙ α ∙ Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru .

Разбавленный раствор Al2(SO4)3 – сильный электролит.

Следовательно, α = 1. По уравнению диссоциации Al2(SO4)3.

Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru

число ионов Al3+, образующихся при диссоциации одной молекулы Al2(SO4)3, равно 2.

Следовательно, Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = 2.

Тогда Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = 5∙10-4∙1∙2 = Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru моль/л.

Рассчитываем электродный потенциал алюминиевого электрода:

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = -1,67 + Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –1,73 В.

Ответ: Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –1,73 В.

б) Потенциал цинкового электрода, погруженного в раствор своей соли, равен –0,75 В. Вычислить концентрацию ионов цинка в растворе.

Дано: Металл – Zn Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –0,75 В Решение Электродный потенциал цинка рассчитываем по уравнению Нернста:   Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru + Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru .
Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru – ?

Откуда:

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru

По табл. 11.1 определяем стандартный электродный потенциал цинка:

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = 0,76 В, n – равно заряду иона цинка Zn2+ (n = 2).

Тогда

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = 0,338.

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = 100,339 моль/л = 2,18 моль/л

Ответ: Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = 2,18 моль/л.

Составить две схемы гальванических элементов (ГЭ), в одной из которых олово служило бы анодом, в другой – катодом. Для одной из них написать уравнения электродных процессов и суммарной токообразующей реакции. Вычислить значение стандартного напряжения ГЭ.

Решение

В гальваническом элементе анодом является более активный металл с меньшим алгебраическим значением электродного потенциала, катодом – менее активный металл с большим алгебраическим значением электродного потенциала.

По табл. 11.1 находим Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –0,14 В.

а) Олово является анодом ГЭ.

В качестве катода можно выбрать любой металл с Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru > Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru .

Выбираем медь Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = + 0,34 В. В паре Sn–Cu олово будет являться анодом ГЭ, медь – катодом. Составляем схему ГЭ:

А(-) Sn │ Sn2+ ││ Cu2+ │ Cu(+)K

или

А(-) Sn │ SnSO4 ││ CuSO4 │ Cu(+)K.

Уравнения электродных процессов:

НОК ДМ

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru На A(-) Sn – 2ē = Sn2+ 1 – окисление

На К(+) Cu2+ + 2ē = Cu 1 – восстановление

 
  Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru

Sn + Cu2+ = Sn2+ + Cu – суммарное ионно-молекулярное уравнение токообразующей реакции;

Sn + CuSO4 = SnSO4 + Cu – суммарное молекулярное уравнение токообразующей реакции.

Рассчитываем стандартное напряжение ГЭ:

Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ruОтвет обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = +0,34 – (–0,14) = 0,48 В.

б) Олово является катодом ГЭ.

В качестве анода ГЭ можно выбрать любой металл с Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru < Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru , кроме щелочных и щелочноземельных металлов, так как они реагируют с водой.

Выбираем магний Ответ обосновать значениями стандартных электродных потенциалов. - student2.ru = –2,37 В.

В паре Mg–Sn магний является анодом, олово – катодом.

Составляем схему ГЭ:

А(-) Mg │ Mg2+ ││ Sn2+ │ Sn(+)K

или

А(-) Mg │ MgSO4 ││ SnSO4 │ Sn(+)K.

3. Составить схему коррозионного гальванического элемента, возникающего при контакте железа с цинком:

а) в атмосферных условиях (Н2О + О2);

б) кислой среде (Н2SO4);

в) кислой среде в присутствии кислорода (HCl + O2).

Наши рекомендации